单片机电子表课程设计.doc

1单片机原理与接口技术课程设计题目数字电子表设计学院（系）信息工程系年级专业自动化1072班学号学生姓名指导教师2课程设计任务书学生姓名段纪伟专业班级自动化1072指导教师黄竹君工作单位信息工程系题目基于51单片机的数字电子表的设计初始条件1.运用所学的单片机原理与接口技术知识和数字电路知识2.51单片机应用开发系统一套3.PC机及相关应用软件要求完成的主要任务1.完成数字电子表的设计和调试。2.要求采用四位八段数码管显示时间和日期，并且可以用按键修改时间和日期。3.撰写课程设计说明书。4.课程设计说明书要求引言、设计要求、系统结构、原理设计、各个模块的设计与实现、软件设计、调试过程、收获、体会及总结、参考文献、电路图和源程序。说明书使用A4打印纸计算机打印或手写，用Protel等绘图软件绘制电子线路图纸。时间安排第1天下达课程设计任务书和日程安排，根据任务书查找资料第2～3天完成方案论证，单片机系统的设计第4～6天参考有关文献，完成程序的编写第7～10天调试硬件系统和软件程序第11～12天结果分析整理、撰写课程设计报告，验收和答辩。指导教师签名年月日系主任（或责任教师）签名年月日3基于单片机数字电子表的设计摘要随着电子技术的发展，计算机在现代科学技术的发展中起着越来越重要的作用。多媒体技术、网络技术、智能信息处理技术、自适用控制技术、数据挖掘与处理技术等都离不开计算机。本课程设计是基单片机原理与接口技术的简单应用。运用所学的单片机原理和接口技术知识完成数字电子表的设计。电子表已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使电子表具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成的电子表集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但鉴于电子表电路的基本组成包含了数字电路的主要组成部分，因此进行电子表的设计是必要的，用C语言设计电子表显示程序，要求根据输入程序显示电子表画面。研究电子表及扩大其应用，有着非常现实的意义。关键词LED，定时/计器数，C语言，调试，运行。4目录前言5第一章数字电子表的设计要求与设计方案61.1课程设计的目的61.2要求完成的主要任务61.3设计方案6第二章数字电子表的硬件设计82.1电子表的硬件框图82.2输入、输出显示电路设计92.3系统总电路图9第三章数字电子表的软件设计103.1主程序流程图103.2中断程序设计103.3显示处理程序设计123.4电子表主程序设计13第四章数字电子表的安装与调试174.1硬件调试174.2软件调试174.3调试过程17第五章设计体会与小结185.1总结设计体会与心得18附录19参考文献215前言单片机课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。在生活中，数字电子表的优点受到人们的欢迎，在很多场合得到了广泛的应用。单片原理及应用是一门技术性、应用性很强的学科，实践教学是它的一个极为重要的环节。不论是硬件扩展、接口应用还是编程方法、程序调试，都离不开实验教学。如果不在切实认真地抓好学生的实践技能的锻炼上下功夫，单凭课堂理论课学习，势必出现理论与实践脱节的局面。任随书本上把单片机技术介绍得多么重要、多么实用多么好用，同学们仍然会感到那只是空中楼阁，离自己十分遥远，或者会感到对它失去兴趣，或者会感到它高深莫测无从下手，这些情况都会令课堂教学的效果大打折扣。本次仿真设计的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS52单片机都种资源应用并具有综合功能的数字电子表的设计与编程应用，使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排版调试、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。该电子时钟不但具有定时作用还有温度采集作用。定时部分可以显示时、分、秒，月，日，而且用按键还可以实现时间和日期的调整。在这次单片机课程设计中，同学们完成了单片机数据采集与定时系统的硬件电路设计。本次综合实践是在此基础上，完成该系统的软件设计与调试。待仿真成功后，再将程序烧写入单片机中。6第一章数字电子表的设计要求与设计方案1.1课程设计的目的（1）巩固，加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力（2）培养针对课题需要，选择和查阅有关手册，图标及文献资料的自学能力，提高组成系统，编程，调试的动手能力（3）通过对课题设计方案的分析，选择，比较，熟悉单片机用系统开发，研制的过程，软件硬件设计的方法，内容及步骤。1.2要求完成的主要任务（1）成数字电子表的设计和调试。（2）要求采用四位八段数码管显示时间和日期，并且可以用按键修改时间和日期。1.3设计方案（1）系统结构整个电子时钟系统电路可分为五大部分中央处理单元（CPU）、电源电路部分、显示部分、键盘输入部分。（2）显示部分显示部分是整个电子时钟最为重要的部分，它为时间的显示的显示，共需要8位LED显示器。采用动态显示方式，所谓动态显示方式是时间（或温度）数字在LED上一个一个逐个显示，它是通过位选端控制在哪个LED上显示数字，由于这些LED数字显示之间的时间非常的短，使的人眼看来它们是一起显示时间数字的，并且动态显示方式所用的接口少，节省了CPU的管脚。由于端口的问题以及动态显示方式的优越性，在此设计的连接方式上采用共阴级接法。显示器LED有段选和位选两个端口，首先说段选端，它由LED八个端口构成，通过对这八个端口输入的不同的二进制数据使得它的时间显示也不同，从而可以得到我们所要的时间显示。7（3）实现数字时钟原理为在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，没产生一次中断，存储器内相应的秒值加1若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1若分值若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1若时值达到24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点。但由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。